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    BECKHOFF中国

    更新时间:2019-04-08

    简要描述:

    BECKHOFF中国:德国倍福自动化有限公司(Beckhoff)的总部位于德国威尔市。公司始终以基于PC的自动化新技术作为发展理念,所生产的工业PC、现场总线模块、驱动产品和TwinCAT自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统,可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。

    BECKHOFF中国

    目前,通常用电缆线将 I/O 信号传送到分布式现场总线设备或控制器上进行集中控制。而从市场上采购到的来自不同厂家的现场总线设备一般具有固定的输入/输出配置和设计,因此往往需要安装带有类似功能的一整套设备。这种昂贵的信号采集方法一方面会增加材料、安装、规划和文件制作等方面的成本,并且在后期改造或系统扩展方面也会增加投入,而且还会增加库存管理人员以及维修人员不必要的工作强度

    运行原理

    目前有多种用于提供实时能力的以太网方案: 例如,通过较高级的协议层禁止 CSMA/CD 存取过程,并使用时间分片或轮询技术来取代它。其它方案使用交换机,并采用精确的时间控制方式分配以太网报文。尽管这些解决方案能够比较快和准确地将数据包传送到所连接的以太网节点,但带宽的利用率却很低,特别是对于典型的自动化设备,因为即使是对于非常小的数据量,也必须要发送一个完整的以太网帧。而且,重新定向到输出或驱动控制器以及读取输入数据所需的时间主要取决于执行方式。通常也需要使用一条子总线,特别是在模块化 I/O 系统中,这些系统与 Beckhoff K-bus 一样,通过同步子总线系统加快传输速度,尽管如此,这样的同步还是无法避免通讯总线传输的延迟。

    通过采用 EtherCAT 技术,Beckhoff 突破了其它以太网解决方案的这些系统限制: 不必再像从前那样在每个连接点接收以太网数据包,然后进行解码并复制过程数据。当帧通过每一个设备(直达 I/O 端子模块)时,EtherCAT 从站控制器读取与该设备相关的数据。同样,输入数据可以飞速插入至数据流中。帧被传递(仅被延迟几位)过去的时候,从站会识别出相关命令,并进行相应处理。此过程是在从站控制器中通过硬件实现的,因此与协议堆栈软件的 Run-Time 系统或处理器性能无关。网段中的后一个 EtherCAT 从站将经过充分处理的报文发回,这样该报文就作为一种响应报文由*个从站返回到主站。

    从以太网的角度看,Ether¬CAT 总线网段是一个可接收和发送以太网帧的大型以太网设备。但是,该“设备“不包含带下游微处理器的单个以太网控制器,而只包含大量的 EtherCAT 从站。与其它任何以太网设备一样,EtherCAT 不需要通过交换机就可以建立通讯,因而产生一个纯粹的 EtherCAT 系统。

     

    以太网直达端子模块

    以太网系统直达系统中的每个设备,即直达每个 I/O 端子模块;无需使用子总线。只需将耦合器的传输介质由双绞线(100BASE-TX)转换为 E-bus 总线即可满足电子端子排的要求。端子排内的 E-bus 信号类型(LVDS)并不是的,它还可用于 10 千兆位以太网。在端子排末端,物理总线特性被转换回 100BASE-TX 标准。

    标准以太网 MAC 或便宜的标准网卡(NIC)足以作为控制器中的硬件使用。DMA(直接存储器存取)用于将数据传输到 PC。这意味着网络访问对 CPU 性能没有影响。在 Beckhoff 多端口卡中运用了相同的原理,它在一个 PCI 插槽中捆绑多 4 个以太网通道。

    BECKHOFF中国

    灵活而稳定

    Beckhoff 总线端子是一种独立于现场总线的开放式I/O系统,由电子端子排组成。电子端子排的核心是带现场总线接口的总线耦合器。总线耦合器可用于以下总线系统:

    • EtherCAT, 实时以太网现场总线;
    • Lightbus, 用于快速通讯;
    • PROFIBUS DP/FMS 符合 EN 50170 欧洲标准;
    • Interbus, 于1987 年进入市场;
    • CANopen, 用于执行器/传感器领域的多主站总线;
    • DeviceNet, 采用 CAN 技术的设备总线;
    • ControlNet, 标准化现场总线;
    • Modbus, 开放式现场总线;
    • Fipio, WorldFIP 标准现场总线;
    • CC-Link, 适用于亚洲市场的现场总线
    • SERCOS interface, 来自驱动工程领域的总线;
    • RS232/RS485, 较经济的解决方案网络;
    • Ethernet TCP/IP, 网络总线;
    • Ethernet/IP, ODVA 的工业以太网解决方案;
    • PROFINET, PROFINET,来自 PNO 的工业以太网解决方案;
    • USB, 实验室用快速接口。

    采用主站端子,可以总线端子的形式实现现场总线功能。这对于在上位系统中集成了子系统的总线系统来说非常有益。这也就意味着子系统及上位总线系统仅需一个系统接口。主站端子可用于以下总线系统

    • AS-Interface, 用于下位控制级的传感器/执行器总线;
    • EIB, LON, DALI, 用于楼宇自动化的通讯标准;

     CU2008
    CU2016
    CU2208
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    EK1100
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    自动化标准

    T采用 Beckhoff 总线端子后,可把控制柜和安装端子的端子盒设计得更加经济。通过采用 4 线制端子系统,各种信号的传感器和执行机构都可以直接连接,而无需其它连接系统。现场设备无需像以往那样在控制柜(或端子盒)与控制器之间作点对点的连接,这样可大大减少控制器的设计成本,节约空间、材料、工程量和资金。

    现场设备可以通过 Beckhoff 总线端子系统在产生信号的现场进行连接,因此对 Beckhoff 总线端子的安装和布线就像标准端子排那样简易和紧凑。总线端子与控制器之间通过一个现场总线耦合器连接。

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